栄養障害と治療のジャーナル

概要

フードサミット2020：がん予防のためのベリー - ゲイリー・D・ストーナー - ウィスコンシン医科大学

ゲイリー・D・ストーナー

過去 20 年間、ベリー類のがん予防効果を評価するための膨大な研究が行われてきました。野生のベリー類は数世紀にわたり人間の食生活に欠かせない存在です。主な用途は栄養ですが、一部の品種は医療目的で使用されています。最も重要な市場性のあるベリー類には、Vaccinium 属 (ブルーベリー、リンゴンベリー、クランベリー、ビルベリー)、Rubus 属 (ブラックベリー、レッドラズベリー、ブラックキャップ、クラウドベリー)、Fragaria 属 (イチゴ)、および Sambucus 属 (エルダーベリー、レッドエルダーベリー) が含まれます。これらのベリー類には、多種多様な植物化学物質が含まれており、その多くは人間の健康にとって重要な可能性があります。植物化学物質は、主に二次代謝によって生成される非栄養化合物で、植物を紫外線、捕食動物、寄生虫から保護し、化学経路を調整し、ベリー類に風味と色を与えます。ベリー類に含まれる最も興味深い植物化学物質はおそらくポリフェノールで、ベリー類に抗酸化作用の多くを付与しています。ポリフェノールは、少なくとも 1 つのヒドロキシル基を持つ芳香環構造からなるフェノール酸と、より複雑な分子であるアボノイドに分けられます。フェノール酸は人間のポリフェノールの 1 日の摂取量の約 30% を占め、アボノイドは約 70% を占めています。アボノイドには、アントシアニジン、アバノール、アボノール、イソアボン、アボン、アボノンなど、多数の種類があります。これらのグループは、基本化学構造におけるヒドロキシル基の数と分布が異なります。アボノイドを含むベリー類に含まれる植物化学物質のクラスのより完全な説明は、Seeram および研究室による最近のレビューに記載されています。

 

Maximum studies have used black raspberries, though, other berry types such as strawberries, blackberries, blueberries, red raspberries, acai and others are also accomplished of preventing cancer. Initially, a series of berry extracts were shown to decrease the production rate of cancer cells in vitro and/or to stimulate apoptosis. The inhibitory potential of these extracts was frequently attributed to their content of ellagitannins or anthocyanins. Preclinical studies confirmed that freezedried berry powders were effective in avoiding chemical carcinogen-induced cancer in the rodent oral cavity, esophagus, and colon, and an anthocyanin-rich extract inhibited UV-induced skin cancer in mice. Mechanistic studies showed that the berries prevented the conversion of premalignant lesions in rodent tissues to malignancy by reducing cell proliferation, inflammation, and angiogenesis and by stimulating apoptosis and cell differentiation. Multiple genes associated with all of these cellular functions are protectively modulated by berries. For example, berries down-regulate the expression levels of genes in the P13K/Akt, MAPK, ERK ½, AP-1 and mTOR signaling pathways (proliferation), COX-2, iNOS, NF-κB, IL-1β and IL-12 (inflammation), VEGF and HIF-1α (angiogenesis), and up regulate caspase 3/7 and Bax (apoptosis), and both keratin and mucus-associated genes for squamous and glandular differentiation, respectively. Bio-fractionation studies indicate that the most active inhibitory compounds in berries are the anthocyanins and ellagitannins. The fiber fraction of berries is also active in preventing cancer in rodents and study is needed to recognise the active polysaccharides in this fraction. Human clinical trials indicate that freeze-dried berry formulations elicit little or no toxicity in humans when administered in the diet at concentrations as high as 60g/day for as long as nine months. The endorsement of berry anthocyanins and ellagic acid into blood is rapid but minimal; i.e., less than 1% of the controlled dosage. Almost 70% of the ordered anthocyanins are metabolized by the enteric bacteria into protocatechuic acid (PCA) that has substantial cancer preventative activity. Black raspberry formulations have exposed to cause histologic regression of oral leukoplakic lesions in the oral cavity, dysplastic lesions in the esophagus, and polyps in the rectum of patients with familial adenomatous polyposis. These results are very promising and the mechanisms for these effects will be discussed.

 

Strawberry, blackberry, and blueberry powders are also tested for their capability to inhibit NMBA tumorigenesis in the rat esophagus when added at 5 and 10% of the diet. Strawberries and blackberries were approximately as active in preventing tumors as BRB. However, blueberries were inactive. Both straw-berries and blackberries reduced the formation of NMBA induced O -MeGua adducts in esophageal DNA; whereas blueberries had no effect on adduct formation. The reason(s) for the inactivity of blueberries is unknown. Apart from the other three berry types, there are too low levels of ellagitannins in blueberries. In addition, blueberry anthocyanins have a delphinid in skeleton whereas the anthocyanins in BRB and blackberries have a cyanidin skeleton and those in strawberries have both pelaro-gonidin and cyanidin skeletons. These alterations in chemical arrangement may be responsible for the different biological activities of the berry types. A second bioassay using blueberries is now being utilized to confirm the previous results and further determines the basis for the inactivity of blueberries.

 

Effects of Freeze-Dried Strawberries, Blackberries, and Blueberries on NMBA-Induced Rat Esophageal Tumorigenesis when Administered in the Diet Before, During, and 712 Part IV / Other Bioactive Food Components in Cancer Prevention and/or Treatmentusing blueberries is currently being utilized to confirm the previous results and furtherdetermine the basis for the inactivity of blueberries.

 

肺がんの化学予防は、げっ歯類でもヒトでも困難であることが証明されています。したがって、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン (NNK) またはベンゾ(a)ピレン (B(a)P) によって誘発されたマウスの肺腫瘍の減少に、凍結乾燥イチゴを 10% 含む食事が効果がなかったことは、おそらく驚くことではありません。この研究では、系統 A/J マウスに、最初の発癌物質治療の 1 週間前から研究期間中ずっとイチゴの食事を与えました。NNK と B(a)P は、バイオアッセイの 2 週目から 2 週間にわたって腹腔内投与しました。24 週目には、どのグループでも肺腫瘍の発生率や多重性に違いはありませんでした。ベリーの成分が直接組織に接触する口腔、食道、結腸における発癌物質誘発性癌の減少に成功したこと、およびマウスにおける肺腫瘍の抑制に失敗したことから、ベリーの活性成分は保護効果を引き出すのに十分な量で肺に到達できないことが示唆される。この推論は、ベリージュースに含まれるアントシアニンとエラジタンニンがげっ歯類に吸収されにくく、血漿レベルが急速に低下することを詳述した研究によって裏付けられている。しかし、ラットにおけるエストロゲン媒介性乳癌に対する食事性BRB粉末の防御効果は、十分な量の保護化合物が全身送達によって乳腺に到達していることを示唆している。したがって、食事性ベリー粉末の保護効果は臓器と部位に依存していると思われる。さらに、がん予防にベリーを利用することの臨床応用における利点と経験について議論し、将来の試験への提案を行う。

 

バイオグラフィー

 

ストーナーはウィスコンシン医科大学 (MCW) 血液学および腫瘍学部門の医学教授で、化学発癌と癌の化学予防の分野を専門としています。ストーナーは、新設の癌センターで分子発癌および化学予防プログラムのディレクターを務めています。ストーナーは、オハイオ州立大学医学部に約 20 年間在籍した後、MCW に加わりました。オハイオ州立大学医学部では、癌研究および治療のルシウス ウィング寄付講座教授、癌センターの基礎研究担当副ディレクターおよび化学予防プログラム ディレクター、公衆衛生学部の環境衛生科学部門長および研究担当副学部長を務めました。

注:この研究の一部は、2015 年 10 月 26 日から 28 日まで米国イリノイ州シカゴで開催された第 4 回国際栄養会議および展示会で発表されました。